Quimica orgánica

Temario
MATERIA:
QUÍMICA ORGÁNICA II (1445)
LICENCIATURA:
QUÍMICA FARMACÉUTICA-BIOLÓGICA
Y QUÍMICA DE ALIMENTOS.
ASIGNATURA:
OBLIGATORIA.
SEMESTRE:
CUARTO.
CREDITOS:
10
No. DE HORAS:
TEORIA 3. LABORATORIO 4.
OBJETIVOS GENERALES
• Identificar y clasificar las reacciones químicas más comunes en que participan las moléculas orgánicas.
• Utilizar adecuadamente la terminología empleada en las reacciones orgánicas.
• Representar gráficamente los mecanismos de reacción y productos de transformación de las moléculas orgánicas.
• Identificar y clasificar la reactividad de los grupos funcionales presentes en las moléculas orgánicas.
• Preparar en el laboratorio compuestos conocidos y sencillos de cierta utilidad o que demuestren un principio teórico.
• Correlacionar la estructura con las propiedades químicas en compuestos orgánicos.
• Elaborar hipótesis acerca del comportamiento y reactividad de las moléculas orgánicas, sobre la base de los conocimientos adquiridos.
1

Manual de Quimica Orgánica II QFB y QA (1445)
CONTENIDO DEL TEMARIO
UNIDAD 1
INTRODUCCIÓN A LAS REACCIONES ORGÁNICAS.
(3 HRS.)
UNIDAD 2
SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA EN CARBONO SATURADO, USOS DE LA SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA EN CARBONO SATURADO Y ELIMINACIÓN.
(13 HRS.)
UNIDAD 3
QUÍMICA DE COMPUESTOS CARBONÍLICOS Y GRUPOS RELACIONADOS
I (REACCIONES DE ADICIÓN NUCLEOFÍLICA)
(14HRS.)
UNIDAD 4
QUÍMICA DE COMPUESTOS CARBONILICOS Y GRUPOS RELACIONADOS
II (SUSTITUCIÓN NUCLEOFÍLICA)
(9HRS.)
UNIDAD 5
CARBOHIDRATOS I Y II.
(6 HRS.)
UNIDAD 1
Introducción a las reacciones orgánicas.
OBETIVOS
Al finalizar esta unidad el alumno deberá ser capaz de:
• Definir y clasificar las reacciones orgánicas.
• Identificar los mecanismos de reacción.
• Describir y aplicar la termodinámica y cinética de las reacciones orgánicas.
• Describir los cambios de energía de las reacciones orgánicas.
• Identificar los factores que influyen en la velocidad de las reacciones orgánicas.
CONTENIDO
2

Temario
• Introducción
• Definiciones:
• Reactivos.
• Sustrato o materia prima.
• Intermediario.
• Subproducto.
• Productos principal y secundario.
• Especies reactivas (carbocationes, carbaniones, radicales libres, carbenos, etc.)
• Convención de flechas.
• Clasificación por:
• Balance de materia.
• Reactivo involucrado.
• Mecanismo de reacción:
• Sustitución nucleofílica en carbono sp3.
• Sustitución nucleofílica en carbono sp2.
• Sustitución electrofílica. (Compuestos aromáticos y alquenos)
• Sustitución nucleofílica aromática (adición-eliminación)
• Oxidaciones y reducciones
• Mecanismos, energía de reacción, cambios de energía en las reacciones endo y exotérmica.
• Reacciones intra e intermoleculares y los cambios de entropía.
• Factores que influyen en la velocidad de reacción.
• Velocidades de reacción y teoría del estado de transición, diagrama de energía libre.
• Reacción de un solo paso y de dos pasos.
• Termodinámica y cinética de las reacciones orgánicas.
• Producto controlado cinéticamente y producto controlado termodinámicamente.
• Alteraciones de la velocidad de reacción por variación en la estabilidad de reactivos y estados de transición.
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UNIDAD 2
Sustitución nucleofílica en carbono saturado, usos de la sustitución nucleofílica en carbono saturado y eliminación.
OBJETIVOS
Al finalizar esta unidad el alumno deberá ser capaz de:
• Identificar los grupos funcionales más comunes que participan en las reacciones de sustitución nucleofílica sobre carbono saturado.
• Describir y aplicar la nomenclatura, clasificación, propiedades y uso de los términos más importantes.
• Caracterizar las reacciones de sustitución nucleofílica SN1 y SN2.
• Correlacionar la estructura del sustrato con los cambios estereoquímicos asociados con las reacciones de SN1 y SN2.
• Analizar la influencia de la temperatura, concentración, disolvente, etc. sobre la velocidad de reacción.
• Correlacionar la estructura del sustrato con las condiciones del medio de reacción para determinar el grado de sustitución y de reacciones competitivas (eliminación y transposición)
• Caracterizar las reacciones de sustitución por radicales libres sobre carbono saturado.
• Identificar los pasos de las reacciones de sustitución por radicales libres.
.
• Correlacionar la estructura del sustrato con la estabilidad de los radicales libres formados.
• Correlacionar la estructura del sustrato con los cambios estereoquímicos asociados en la reacción de sustitución por radicales libres.
• Representar gráficamente las reacciones de sustitución nucleofílica en carbono saturado por medio de ecuaciones químicas en la ínterconversión de grupos funcionales.
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Temario
• Seleccionar y aplicar la reacción de sustitución nucleofílica en carbono saturado para la formación de grupos funcionales y para alargar el esqueleto carbonado.
• Describir la nomenclatura, propiedades y usos de los compuestos representativos de cada grupo funcional que se prepara por reacciones de sustitución nucleofílica en carbono saturado.
• Identificar los grupos funcionales más comunes, que participan en las reacciones de eliminación.
• Representar gráficamente todas las especies que participan, así como los mecanismos involucrados.
• Correlacionar la estructura del sustrato con las condiciones del medio de reacción para determinar la estereoquímica, orientación, grado de eliminación y sustitución de la reacción.
CONTENIDO
• Sustitución nucleofílica en carbono saturado, reacción general.
• Importancia de la reacción de sustitución nucleofílica.
• Sustratos que experimentan la reacción de sustitución nucleofílica:
• Nomenclatura (halogenuros de alquilo, alcoholes, ésteres sulfónicos, etc.)
• Clasificación.
• Propiedades y usos de los términos más importantes.
• Mecanismos SN1 y SN2:
• Diagrama de energía.
• Cambios energéticos.
• Especies involucradas.
• Estereoquímica de la reacción.
• Nucleófilos y grupos salientes. Características e influencia sobre la velocidad de reacción.
• Influencia de disolventes (próticos y apróticos), temperatura, concentración, etc., sobre la velocidad y mecanismo de reacción.
• Variaciones estructurales del sustrato en el carbono que sufre la sustitución: sustitución contra eliminación y transposición.
• Sustitución por radicales libres en carbono saturado, reacción general.
• Estabilidad de radicales libres.
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• Mecanismo de sustitución por radicales libres:
• Diagrama de energía.
.
• Cambios energéticos.
• Especies involucradas.
.
• Estereoquímica de la reacción.
• Ínterconversión de grupos funcionales y alargamiento de cadenas carbonadas.
• Formación del enlace C-O.
• Nomenclatura, propiedades físicas y espectroscópicas y usos de los términos más importantes:
.
• Alcoholes.
.
• Éteres.
.
• Ésteres.
.
• Formación del enlace C-Z. (Z=X,S,N,P).
.
.
• Halogenuros de alquilo.
.
• Tioéteres.
.
• Aminas.
.
• Sales de fosfonio.
.
• Alcanos.
• Formación del enlace C-C.
.
• Nitrilos.
.
• Alquinos.
• Productos de condensación de enolatos.
• Introducción: importancia de la reacción de eliminación.
• Mecanismo E1 y E2
• Dirección de la eliminación.
• Regla de Saytzeff.
• Regla de Hofmann.
• Eliminación contra la sustitución.
• Formación de alquenos y alquinos y otros dobles y triples enlaces.
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Temario
UNIDAD 3
QUÍMICA DE COMPUESTOS CARBONÍLICOS Y GRUPOS RELACIONADOS I
( Reacciones de adición nucleofílica.)
OBJETIVOS
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
• Describirán al grupo carbonilo y grupos relacionados en términos de orbitales atómicos y moleculares de los átomos involucrados como responsables de la polaridad.
• Correlacionarán los anteriores junto con los efectos electrónicos y estéricos de los constituyentes, con la reactividad hacia nucléofilos y electrófilos.
• Describirán la nomenclatura, propiedades y usos de los aldehídos y cetonas.
• Identificarán las reacciones de adición nucleofílica a grupos carbonilo (aldehídos y cetonas) y grupos análogos (iminas y nitrilos)
• Sobre la base de la estructura, definirán y representarán gráficamente los diferentes tipos de compuestos que se forman por reacciones de adición nucleofílica a compuestos con grupos carbonilo.
• Identificarán y clasificarán las reacciones más comunes en que participan los enolatos y carbaniones.
• Describirán y analizarán la estabilidad y las propiedades químicas de los enolatos y carbaniones sobre la base de su estructura.
• Describirán e identificarán los requerimientos estructurales de los compuestos para generar enolatos y carbaniones.
• Representarán gráficamente los mecanismos de reacción, especies involucradas y productos de transformación en que participan los enolatos y carbaniones.
• Utilizarán adecuadamente a los enolatos y carbaniones en la formación de algunos grupos funcionales.
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CONTENIDO:
• Introducción.
• Importancia de la reacción de adición nucleofílica a grupos carbonilo.
• El grupo carbonilo:
.
• Orbitales atómicos y moleculares.
• Estructuras de resonancia, polaridad, reactividad, hacia nucleófilos y electrófilos, efecto estérico y electrónico de los sustituyentes que modifican la reactividad, estereoquímica.
.
• Estudio de los mecanismos generales de las reacciones de los grupos carbonilo y grupos análogos: adición y adición- eliminación.
• Aldehídos y cetonas más comunes: propiedades físicas y espectroscópicas, usos.
• Reacciones de adición nucleofílica:
• Reacción con agua, alcoholes y tioles.
• Reacción con carbaniones: nitrilos, acetiluros, reactivo de Grignard.
• Adición de hidruros.
• Reacciones de adición-eliminación:
• Reacción con amoniaco y aminas.
• Reacción con hidrazina y compuestos relacionados.
.
• Condensación aldólica y reacciones relacionadas.
• Reacción de Wittig.
• Importancia de las reacciones de los enolatos y carbaniones.
• Acidez de los hidrógenos.
• Alquilación del éster malónico.
• Alquilación del éster acetoacético.
• Alquilación y acilación de enaminas.
• Condensaciones aldólicas y reacciones relacionadas.
• Reacción de Cannizzaro.
• Condensación de ésteres.
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Temario
• Adición viníloga a compuestos carbonílicos, insaturados.
• Usos de los enolatos y carbaniones en la formación de algunos grupos funcionales.
UNIDAD 4
QUÍMICA DE COMPUESTOS CARBONÍLICOS Y GRUPOS RELACIONADOS II
(Sustitución nucleofílica)
OBJETIVOS
• Representarán gráficamente las reacciones de sustitución nucleofílica de los ácidos carboxílicos y de sus derivados.
• Describirán la nomenclatura, propiedades y usos de los ácidos carboxílicos y derivados más comunes.
• Correlacionarán la estructura de los diferentes ácidos carboxílicos y sus derivados con la reactividad química.
• Representarán gráficamente todas las especies que participan y los mecanismos involucrados.
.
• Sobre la base de la estructura los definirán y representarán gráficamente los diferentes tipos de compuestos que se forman por reacciones de sustitución nucleofílica en los ácidos carboxílicos y sus derivados.
CONTENIDO
• Introducción.
• Importancia de la reacción.
• Reacción general.
.
• Ácidos carboxílicos y derivados más comunes:
• Nomenclatura, propiedades físicas y espectroscópicas, usos.
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• Derivados de ácidos carboxílicos: Reacción con alcoholes, agua y tioles; amidas, preparación.
• Hidruro como nucleófilo.
• Carbaniones.
• Reacción de Claisen.
• Fragmentación de compuestos dicarbonílicos, descarboxilación.
.
• Sustitución nucleofílica en derivados del ácido sulfúrico y fosfórico.
UNIDAD 5
CARBOHIDRATOS
OBJETIVOS:
• Definirán los compuestos mono, di y polisacáridos.
• Predecirán sus reacciones y mecanismos de transformación.
CONTENIDO
• Clasificación de los carbohidratos.
• Nomenclatura y Estereoquímica de los monosacáridos.
• Estructuras cíclicas.
• Formación de Hemiacetales.
• Proyecciones de Fischer y Haworth de las estructuras Piranosa y Furanosa.
• Anómeros.
• Mutarrotación.
• Glicósidos.
• Reacciones químicas de Monosacáridos.
• Oxidación.
• Obtención de ácido Aldónico, Aldárico.
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Temario
• Oxidación con el reactivo de Tollens, Fehling y Benedict.
• Oxidación con HIO4
• Adición Nucleofílica.
• Obtención de Osazonas, Fenilhidrazonas, Cianohidrinas.
• Alargamiento de la cadena.
• Disminución de la cadena.
• Determinación del tamaño del anillo.
• Monosacáridos de interés biológico.
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Medidad de seguridad
REGLAMENTO DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO
1.- Es obligatorio el uso de bata y lentes de seguridad (personal)
2.- Para cada experimento a realizar, el alumno deberá informarse de las medidas de seguridad, sobre el manejo y toxicidad de los reactivos, así como las recomendaciones específicas para su realización.
3.- Es preciso identificar el lugar de los extinguidores y la ubicación de las salidas del laboratorio.
4.- Queda prohibido fumar e ingerir alimentos y bebidas dentro del laboratorio.
5.- Considerando que algunas sustancias químicas son irritantes (sólidos, líquidos y gas) a la piel y mucosas, debe evitarse; a) el contacto directo de productos en manos y cara; b) la inhalación directa de gases. Para hacer la inhalación es conveniente formar una ligera corriente de aire con la mano, sobre la boca de los recipientes hacia la nariz.
6.- Los remanentes de reactivos utilizados no deben regresarse a los envases originales, y deben manejarse con pipetas y espátulas limpias y secas.
7.- La transferencia de un líquido con pipeta nunca ha de realizarse succionando con la boca, sino que deberá utilizarse una perilla de hule, una perilla de seguridad, o una jeringa.
8.- Cuando se efectúa una reacción química en un tubo de ensayo, debe cuidarse que la boca de éste no se dirija hacia un compañero o hacia sí mismo, ya que puede haber proyecciones.
9.- Un accidente (por pequeño que sea) debe comunicarse de inmediato al maestro responsable en el laboratorio.
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10.- La gran mayoría de los disolventes orgánicos son volátiles e inflamables. Al trabajar con ellos deberá hacerse en lugares ventilados y nunca cerca de una flama. Los recipientes que los contienen deben mantenerse cerrados, en lugares frescos y secos.
11.- Queda prohibida la visita de personas ajenas a la práctica que se realiza.
12.- Cualquier quemadura con ácido, base o fuego, requiere que se ponga la parte afectada bajo el chorro de agua fría durante 15 minutos.
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Propiedades Físicas
TABLA DE PROPIEDADES FÍSICAS
REACTIVOS
Fórmula estructural
PM.
Densidad
Edo. Físico y Color
p.eb./ p.f.
Solubilidad
Toxicidad
2,4-Dinitrofenilhidrazina
2-Butanona
Acetato de etilo
Acetofenona
Acetona
Acetona destilada de KMNO4
Ácido acético glacial
Ácido clorhídrico conc.
Ácido malónico
Ácido monocloroacético
Ácido nítrico conc
Ácido sulfúrico conc.
Agua destilada
Alcohol terbutílico
Alcohol etílico 96
Alcohol etílico 96 RA
Alcohol isoamílico
Alcohol n-butílico
Bencilo
Benzaldehído
Benzofenona
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Bicarbonato de sodio
Bisulfito de sodio
Bromo
Bromuro de sodio
Carbonato de sodio
Carbón activado
Ciclohexanol
Ciclohexanona
Citrato de sodio
Cloruro de benzoilo
Cloruro de calcio anh.
Cloruro de sodio Q.P.
Cloruro de sodio técn.
Dicromato de potasio
Dioxano
Éter etílico
Fenilhidrazina
Fenol
Formaldehído
Fructosa
Gel de sílice para cromatografía
Glucosa
Hexano
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Propiedades Físicas
Hidróxido de sodio
Hidróxido de potasio
Hidróxido de amonio 5 %
Hidróxido de amonio al 8% en etanol
Hidróxido de sodio 0.05N
Manosa
Nitrato de plata al 5 %
Permanganato de potasio
Propionaldehído
Sacarosa
Sulfato de cobre
Sulfato de sodio anh.
Tartrato de sodio y potasio
Tetracloruro de carbono
Trióxido de cromo
Yodo
Yoduro de potasio
PRODUCTOS
2,4-Dinitrofenilhidrazona de acetona
2,4-Dinitrofenilhidrazona de butanona
2,4-Dinitrofenilhidrazona de acetofenona
2,4-Dinitrofenilhidrazona de ciclohexanona
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2,4-Dinitrofenilhidrazona de formaldehído
2,4-Dinitrofenilhidrazona de propionaldehído
2,4-Dinitrofenilhidrazona del benzaldehído
2,4-Dinitrofenilhidrazona del butiraldehído
Acetato de isoamilo
Ácido bencílico recristalizado
Ácido cinámico
Ácido fenoxiacético
Benzoato de fenilo
Bromuro de n-butilo
Butiraldehído
Ciclohexeno
Cloruro de ciclohexilo
Cloruro de t-butilo
Dibenzalacetona recristalizada
Osazona de la fructuosa
Osazona de la glucosa
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Taller de Espectroscopía
PRÁCTICA
TALLER DE ESPECTROSCOPIA
1
I. OBJETIVOS
A) Conocer los principios fundamentales que rigen la interacción energía-materia (radiación electromagnética-moléculas) en uno de los métodos espectroscópicos más comunes en Química Orgánica: Infrarrojo (I.R.)
B) Comprender la información contenida en los espectros correspondientes, a fin de identificar los grupos funcionales más comunes.
C) Manejar las tablas de absorción correspondientes con el fin de resolver ejemplos sencillos de elucidación estructural de algunos compuestos orgánicos.
II. MATERIAL
Colección de espectros de Infrarrojo.
III. INFORMACIÓN
La espectroscopia es el estudio de la interacción de la radiación con la materia. La radiación electromagnética es una amplia gama de diferentes contenidos energéticos y comprende valores que van desde los rayos cósmicos (1014 cal/mol) hasta la radiofrecuencia (10-6 cal/mol).

Toda onda electromagnética está constituida por una onda eléctrica y una onda magnética. Cada onda electromagnética posee un valor de energía (E), así como de frecuencia (ν ), longitud de onda ( λ) y un número de ondas ( υ ); los que se relacionan entre sí a través de las siguientes expresiones:
E= h ν ν =c/λ E= h(c/ λ ) υ=1/ λ (en cm-1)
Por otro lado, la energía total de un sistema molecular está dada por:
ET = Etrans + Erot + Evibr + Eelectr
Donde:
Etrans= Energía de translación, que es la energía cinética que posee una molécula debido a su movimiento de translación en el espacio.
Erot= Energía de rotación, que es la energía cinética que posee debido a la rotación alrededor de sus ejes que convergen en su centro de masa.
Evibr= Energía de vibración, que es la energía potencial y la energía cinética que posee debido al movimiento vibracional de sus enlaces.
Eelectr= Energía electrónica, que es la energía potencial y energía cinética de sus electrones.
ESPECTROSCOPÍA DE INFRARROJO
Es una técnica analítica instrumental que permite conocer los principales grupos funcionales de la estructura molecular de un compuesto.
Esta información se obtiene a partir del espectro de absorción de dicho compuesto al haberlo sometido a la acción de la radiación infrarroja en el espectrofotómetro.
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La región del espectro IR normal queda comprendida entre 2.5μ a 15μ, medido en unidades de longitud de onda, que corresponde a 4000 cm-1 y 666 cm-1 respectivamente si se expresa en número de onda (que es el inverso de la longitud de onda, cm-1)
Características de un espectro.- El espectro de infrarrojo de un compuesto es una representación gráfica de los valores de onda (μ) o de frecuencia (cm-1) ante los valores de % de transmitancia (%T).
La absorción de radiación IR por un compuesto a una longitud de onda dada, origina un descenso en el %T, lo que se pone de manifiesto en el espectro en forma de un pico o banda de absorción. 4000.03000200015001000605.03.9102030405060708090100.1cm-1%T
21

4000.03000200015001000500245.03.8102030405060708090100.0cm-1%T
VIBRACION MOLECULAR
Las moléculas poseen movimiento vibracional continuo. Las vibraciones suceden a valores cuantizados de energía.
Las frecuencias de vibración de los diferentes enlaces en una molécula dependen de la masa de los átomos involucrados y de la fuerza de unión entre ellos.
En términos generales las vibraciones pueden ser de dos tipos: stretching (estiramiento) y bending (flexión).
Las vibraciones stretching son aquellas en las que los átomos de un enlace oscilan alargando y acortando la distancia del mismo sin modificar el eje ni el ángulo de enlace.
Las vibraciones bending son aquellas que modifican continuamente el ángulo de enlace.
Simétrica Asimétrica
vibraciones de estiramiento
22

+++-
Tijera Sacudida Balanceo Torsión
vibraciones de deformación en el plano vibraciones de deformación fuera del plano
Nota: + y - se refieren a vibraciones perpendiculares al plano del papel.
ABSORCION DE ENERGIA
Para que sea posible la absorción de la energía infrarroja por parte de una sustancia, es necesario que la energía que incide sobre ella, sea del mismo valor que la energía de vibración que poseen las moléculas de esa sustancia. Ya que en una molécula existen diferentes átomos que forman distintos enlaces, en el espectro de infrarrojo aparecerán bandas de absorción a distintos valores de frecuencia y de longitud de onda. La región situada ente 1400 y 4000 cm-1, es de especial utilidad para la identificación de la mayoria de los grupos funcionales presentes en las molécular orgánicas.
Las absorciones que aparecen en esta zona, proceden fundamentalmente de las vibraciones de estiramiento.
La zona situada a la derecha de 1400 cm-1, es por lo general, compleja, debido a que en ella aparecen vibraciones de alargamiento como de flexión. Cada compuesto tiene una absorción característica en esta región, esta parte del especto se denomina como la región de las huellas dactilares.
ABSORCIONES DE GRUPOS FUNCIONALES EN EL I.R.
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HIDROCARBUROS
La absorción por alargamiento (stretching) carbono-hidrógeno (C-H), está relacionada con la hibridación del carbono.
Csp3 _______ H (-CH, alcanos): 2800-3000 cm-1
Csp2 _______ H (=CH, alquenos): 3000-3300 cm-1
Csp2 _______ H (=CH, aromático): 3030 cm-1
Csp _______ H (=CH, alquinos): 3300 cm-1
ALCANOS
C-H Vibración de alargamiento 3000 cm-1 (3.33μ )
a) En alcanos la absorción ocurre a la derecha de 3000 cm-1.
b) Si un compuesto tiene hidrógenos vinílicos, aromáticos o acetilénicos, la absorción del -CH es a la izquierda de 3000 cm-1
CH2 Los metilenos tienen una absorción característica de 1450-1485 cm-1 (flexión) La banda de 720 cm-1 se presenta cuando hay más de 4 metilenos juntos.
CH3 Los metilos tienen una absorción característica de 1375-1380 cm-1.
La banda de 1380 cm-1, característica de metilos se dobletea cuando hay isopropilos o terbutilos, apareciendo también las siguientes señales:
1380 doble 1170 cm-1 1145 cm-1
1380 doble 1255 cm-1 1210 cm-1
24

Espectro del heptano mostrando las vibraciones de tensión
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ALQUENOS
=C-H Vibración de alargamiento (stretching), ocurre a 3000-3300 cm- 1.
C=C Vibración de alargamiento (stretching), en la región de 1600- 1675 cm-1, a menudo son bandas débiles.
=C-H Vibración de flexión (bending) fuera del plano en la región de 1000-650 cm-1 (10 a 15μ )
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ALQUINOS
≡C-H Vibración de alargamiento ocurre a 3300 cm-1.
C≡C Vibración de alargamiento cerca de 2150 cm-1.
La conjugación desplaza el alargamiento C-C a la derecha.
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AROMÁTICOS
=C-H La absorción por alargamiento es a la izquierda de 3000 cm-1, (3.33μ)
C-H Flexión fuera del plano en la región de 690-900 cm-1 (11.0 - 14.5), este tipo de absorción permite determinar el tipo de sustitución en el anillo. Ver tabla.
C=C Existen absorciones que ocurren en pares a 1600 cm-1 y 1450 cm-1 y son características del anillo aromático.
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ALCOHOLES
-OH Vibración de alargamiento. Para un alcohol asociado la característica es una banda intensa y ancha en la región de 3000- 3700 cm-1. Un alcohol monomérico da una banda aguda en 3610-3640 cm-1
C-O Vibración de alargamiento localizada en 1000-1200 cm-1.
C-OH Flexión en el plano en 1200-1500 cm-1.
C-OH Flexión fuera del plano en 250-650 cm-1
.
29

AMINAS
N-H Bandas de alargamiento en la zona de 3300-3500 cm-1.
Las aminas primarias tienen dos bandas.
Las aminas secundarias tienen una banda, a menudo débil.
Las aminas terciarias no tienen banda de alargamiento N-H.
C-N La banda de alargamiento es débil y se observa en la zona de 1000-1350 cm-1.
N-H Banda de flexión (tijera) se observa en la zona de 1640-1560 cm- 1, banda ancha.
N-H Banda de flexión fuera del plano, que se observa en la zona de 650-900 cm-1.
COMPUESTOS CARBONILICOS
Los aldehídos, las cetonas, los ácidos carboxílicos y sus derivados, dan la banda del carbonilo, este grupo es uno de los que absorben con una alta intensidad en la región del infrarrojo en la zona de 1850-1650 cm-1.
Vibraciones de alargamiento de compuestos carbonílicos.
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Posición de la absorción
Tipo de compuesto cm-1 μm
Aldehído, RCHO 1720-1740 5.75-5.80
Cetona, RCOR 1705-1750 5.70-5.87
Ácido Carboxílico, RCOOH 1700-1725 5.80-5.88
Éster, RCOOR 1735-1750 5.71-5.76
R= grupo saturado y alifático
ALDEHÍDOS
C=O Banda de alargamiento en 1725 cm-1. La conjugación con dobles ligaduras mueve la absorción a la derecha.
C-H Banda de alargamiento del hidrógeno aldehídico en 2750 cm-1 y 2850 cm-1.
CETONAS
C=O Banda de alargamiento aproximadamente a 1715 cm-1. La conjugación mueve la absorción a la derecha. 31

Espectro infrarrojo de la butanona
ÁCIDOS
O-H Banda de estiramiento, generalmente muy ancha (debido a la asociación por puente de hidrógeno) en la zona de 3000- 2500 cm-1, a menudo interfiere con la absorción del C-H.
C=O Banda de estiramiento, ancha, en la zona de 1730-1700 cm-1.
C-O Banda de estiramiento, fuerte, en la zona de 1320-1210 cm-1.
ÉSTERES
C=O Banda de estiramiento cercana a 1735 cm-1
C-O Banda de estiramiento, aparecen 2 bandas o más, una más fuerte que las otras, en la zona de 1300-1000 cm-1. Espectro infrarrojo de ácido propiónico
32

Espectro infrarrojo de acetato de metilo
IV PROCEDIMIENTO
En la serie de espectros de infrarrojo que se presentan al final de cada práctica señale las bandas de absorción características que le darán la pauta para identificar un compuesto, señale además el tipo de vibración que corresponde a la banda.
V. ANTECEDENTES.
Estructura molecular de alcanos, alquenos, alquinos, compuestos aromáticos, alcoholes, aldehídos, cetonas, aminas, ácidos carboxílicos y ésteres.
VI.CUESTIONARIO
1) ¿Cuáles son las principales bandas de absorción para un alcano en un espectro de IR?
2) ¿Cómo distingue un grupo isopropilo de un grupo terbutilo en un espectro de IR?
3) Cuándo un alcano tiene más de 4 metilenos en una cadena lineal, ¿cómo se le distingue en un espectro de IR?
4) ¿Cómo distingue un alcano, un alqueno y un alquino en un espectro de IR?
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5) ¿Cómo distingue un aldehído de una cetona en un espectro de IR?
6) ¿Qué vibraciones características presenta un ácido carboxílico para localizarlo en un espectro de IR?
7) ¿Qué bandas le dan la pauta para diferenciar un éster de una cetona? ¿A qué vibración corresponde cada una de ellas?
8) ¿Cómo distingue una amina primaria de una secundaria en un espectro de IR?
VII BIBLIOGRAFIA
a) Fessenden R.J., Fessenden J.S.
Química Orgánica
2a edición.
Grupo Ed. Iberoamérica.
México (1982). 1
b) Solomons TWG
Química Orgánica
1a ed.
Editorial Limusa, S. A.
México (1979).
c) Morrison RT and Boyd RN
Química Orgánica
2a ed. Español
Fondo Educativo
Interamericano
México (1985).
d) Dyer, John R.
Application of Absorption Spectroscopy of Organic
Compounds.
Prentice-Hall
Inc, Inglewood Cliffe, N.J.
(1965).
e) Nakanishi K, Solomon P.H.
Infrared Absorption Spectroscopy
2nd Ed.
Holden-Day Inc. (1977).
f) Conley R. T.
Espectroscopía Infrarroja
Ed. Alahambra
España (1979). 2030405060708090100.0%T 2960.00 2874.24 1464.42137721.
1
34

9
10 4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3015.822920.832863.631931.461852.471770.731610.981492.991460.221377.18769.19690.79

11 4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3044.923019.662999.712922.112868.171890.011792.561629.921515.571454.771379.35794.92
12 4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3084.733057.423021.022957.112901.382865.431940.421865.811796.041739.891667.751600.011533.801494.971469.601445.001393.911364.871268.291201.141029.91759.85694.67

13 4000.03000200015001000605.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3332.052926.372856.761468.231379.831122.341058.01720.11
14 4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3368.332965.002934.042878.521461.421379.031040.23957.29

15 4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3450.003034.082922.851593.561493.991464.711330.331242.26751.61
16 4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3507.833004.402942.832840.361617.381507.681480.781465.041362.701284.871240.531214.531103.031031.07890.55823.04764.23716.97

4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 2974.462859.991459.761364.771289.041067.72911.07658.42
17
18

19 4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3468.773013.442924.992858.881743.211656.891464.141374.631184.541035.98724.48
20 4000.03000200015001000400.00.0102030405060708090100.0cm-1%T 3065.052957.662929.232869.731727.451599.701579.931463.011380.391273.081121.161038.53955.44739.77

Derivados Halogenados Obtención de Cloruro de Ciclohexilo
PRÁCTICA
2A
DERIVADOS HALOGENADOS
OBTENCIÓN DE CLORURO DE CICLOHEXILO
I. OBJETIVOS
A) Conocer la preparación de un halogenuro de alquilo secundario a partir del alcohol correspondiente, mediante una reacción de sustitución nucleofílica.
B) Preparar el cloruro de ciclohexilo por la reacción de ciclohexanol con ácido clorhídrico concentrado en presencia de cloruro de calcio anhídro, aislar y purificar por destilación el producto de la reacción.
REACCIÓN: H2O+ CaCl2HCl+ClOH
V= 6 ml V= 6.7 ml
ρ= 0.963 g/ml ρ= 1.000 g/ml
m= 5.778 g m=6.761 g
PM= 100.16 g/mol PM= 118.61 g/mol
n= 0.057 mol n= 0.057 mol
p. eb.= 160-161 °C p. eb.= 142 °C
II. MATERIAL

• Agitador de vidrio
1
• Porta-termómetro
1
• Anillo metálico
1
• Probeta graduada 25 ml
1
• Colector
1
• Refrigerante c/mangueras
1
• Embudo de filtración rápida
1
• "T" de destilación
1
• Embudo de separación c/tapón
1
• Tapón de corcho mono-hordado
1
• Espátula
1
• Tela alambre c/asbesto
1
• Matraz Erlenmeyer 125 ml
1
• Termómetro -10 a 400o C.
1
2
• Trampa para humedad
1
• Matraz pera de una boca 50 ml
1
• Tubo de goma 30 cm de largo
1
• Mechero con manguera
1
• Tubo de vidrio c/tapón de hule
1
• Pinzas de tres dedos c/nuez
3
• Vaso de precipitados 400 ml
1
• Vidrio de reloj
1
1
III. SUSTANCIAS
• Ciclohexanol
6.0 ml
• Sol. saturada de NaCl técnico
10.0 ml
• Ácido clorhídrico conc.
18.0 ml
• Sol. saturada de NaHCO3
10.0 ml
• Cloruro de calcio anh.
5.0 g
• Hidróxido de sodio
2.0 g
IV. INFORMACIÓN
La conversión de alcoholes en cloruros de alquilo se puede efectuar por varios procedimientos. Con alcoholes primarios y secundarios se usan frecuentemente cloruro de tionilo y halogenuros de fósforo; también se pueden obtener calentando el alcohol con ácido clorhídrico concentrado y cloruro de zinc anhídro. Los alcoholes terciarios se convierten al halogenuro de alquilo con ácido clorhídrico solo y en algunos casos sin calentamiento.
El ciclohexanol es algo especial en su reactividad. Es un alcohol secundario y se convierte al cloruro cuando se calienta en presencia de ácido clorhídrico concentrado y cloruro de calcio anhídro.
V. PROCEDIMIENTO
46

En un matraz pera de 50 ml, de una boca, coloque 6 ml de ciclohexanol, agregue 18 ml de ácido clorhídrico concentrado y 4.0 g de cloruro de calcio anhídro. Agregue varios cuerpos de ebullición y conecte al matraz un refrigerante de agua en posición de reflujo.
A la salida del refrigerante coloque una trampa de gases como se indica en la figura. Caliente la mezcla a través de una tela de asbesto, usando un baño de aire y lleve a un reflujo suave por un período de 60 minutos. Enfríe la mezcla de reacción a temperatura ambiente y transfiérala a un embudo de separación.
Deje que se separe la mezcla en dos fases y deseche la fase inferior acuosa. Lave la fase orgánica sucesivamente con:
a) 10 ml de solución saturada de cloruro de sodio,
b) 10 ml de solución saturada de bicarbonato de sodio y,
c) 10 ml de solución saturada de cloruro de sodio.
Seque la fase orgánica con cloruro de calcio anhidro. Coloque la fase orgánica seca en un matraz de destilación, ensamble un sistema de destilación simple, destile y colecte la fracción con punto de ebullición 128-130o C. Registre sus resultados y calcule el rendimiento del producto puro. al 5% 100 ml
VI. ANTECEDENTES
1. -Obtención de halogenuros de alquilo.
47

2.- Propiedades físicas, químicas y toxicidad de los reactivos y productos.
3.- Mecanismo de SN1.
4.- Mecanismo de SN2
5.- Comparación de los mecanismos de SN1 y SN2.
6.- Estudio de las reacciones de equilibrio.
CUESTIONARIO
1. -¿Qué tratamiento aplicaría a los residuos de la reacción?
2. -¿Cuál procedimiento químico se debe realizar para eliminar el hidróxido de sodio en solución que se encuentra en la trampa?
3. -¿Se le podrá dar utilidad a las lentejas de hidróxido de sodio que quedan en la trampa de humedad?
4. - Asigne las bandas principales presentes en los espectros de I.R. a los grupos funcionales de reactivos y productos
Espectros de I.R.
a) Ciclohexanol 4000.03000200015001000605.03.9102030405060708090100.1cm-1%T 3347.122935.102860.482668.411714.251453.511365.221299.021259.611238.991174.811139.781069.221025.52968.32925.22889.53844.61789.02
b) cloruro de ciclohexilo
48

4000.03000200015001000450.03.9102030405060708090100.0cm-1%T 3020.132935.802857.372656.451713.311449.191340.011266.101214.751136.141024.42992.93968.47888.37859.66816.73731.23684.53641.56557.95512.08472.17
VII. BIBLIOGRAFIA
a) D. Pavia, G.M. Lampmann y G.S. Kriz. Introduction to Organic Laboratory Techniques, W.B. Saunders Co.
Philadelphia U.S.A. (1976),
b) Vogel, A.I.
A textbook of Practical Organic Chemistry.
5a. Edición , Longmans Scientifical and Technical, NY, (1989).
c) R.Q. Brewster y C.A. Vander Werf.
Curso Práctico de Química Orgánica.
2a. Edición Ed. Alambra, España (1970).
d) J.D. Roberts y M.C. Caserio.
Modern Organic Chemistry.
W.A. Benjamin Inc., U.S.A. (1967)
e) N.L. Allinger et al.
Química Orgánica, Editorial Reverté S.A.
España (1975).
f) R.T. Morrison y R.N. Boyd.
Química Orgánica, 2ª Edición
Fondo Educativo Interamericano.
México (1985).
g) Lehman, J.W.
Operational Organic Chemistry
3er edition, Prentice Hall
New Jersey (USA) 1999.
h) Mohring, J.R., Hammond, C.N., Morril, T.C., Neckers, D.C.
Experimental Organic Chemistry
W.H. Freeman and Company NY 1997.
49

Mezcla de reacciónCloruro de ciclohexiloHCIFASE ORGÁNICACaCI2HCID1NaCIHCIFASE ORGÁNICAD23) Lavar con NaCICloruro de ciclohexiloNaHCO3FASE ACUOSA4) Lavar con NaHCO3FASE ORGÁNICAFASE ACUOSACiclohexanolCaCl2Anh. HCl con. Cloruro de ciclohexiloD3NaCIFASE ORGANICACloruro deciclohexiloD2Obtención de cloruro de ciclohexilo1) Calentar a reflujo. 2) Separar fasesFASE ACUOSAFASE ACUOSA5) Lavar con NaCINa2SO4D4SÓLIDO6) Secar con Na2SO4 y decantarCloruro deciclohexiloCLORURO DECICLOHEXILOResiduos de destilación7) DestilarLÍQUIDOD1, D2, D3: Juntar soluciones y checar el pH, neutralizar, en caso necesario y deséchese por el drenaje. D4: Póngase a secar, empàquese y eti- quétese para nuevo uso como dese- cante. D5: Separar fases en caso necesario, la fase pesada mandarla a incine- ración, checar el pH a la fase a- cuosa y neutralizar; si presenta alguna coloración, adsorber en carbón activado. RESIDUOD5DESTILADO
50

Obtención de bromuro de n-butilo
PRÁCTICA
DERIVADOS HALOGENADOS
2B
OBTENCIÓN DE BROMURO DE N-BUTILO
I. OBJETIVOS
a) Obtención de un halogenuro de alquilo primario a partir de un alcohol primario mediante una reacción de sustitución nucleofílica.
b) Investigar el mecanismo y las reacciones competitivas que ocurren durante la reacción.
REACCIÓN:
+NaHSO4H2SO4NaBrBrOHH+++H2O
V= 10 ml V= 11.73 ml
ρ= 0.810 g/ml ρ= 1.276 g/ml
m= 8.10 g m= 14.977 g
PM= 74.12 g/mol PM= 137.03 g/mol
n= 0.1093 mol n= 0.1093 mol
p. eb.= 117.7 °C p. eb.= 100-104 °C
II. MATERIAL
1
1
1
1
• Columna Vigreaux
1
• Recipiente de peltre
1
• Embudo de adición c/tapón
1
1
51

• Espátula
1
1
• Manguera de hule p/conexión
1
• Tapón p/Erlenmeyer 50 ml
1
• Matraz Kitazato
1
1
2
1
1
• Tubo de vidrio 20 cm
1
• Matraz de bola QF 25 ml
1
1
• Matraz pera de dos bocas 50 ml
1
1
• Mechero c/manguera
1
• "T" de vacio
1
4
• Colector
1
• Vidrio de reloj
1
III. SUSTANCIAS
• Bromuro de Sodio
14.0 g
• Hidróxido de sodio
20.0 g
• Solución de NaOH al 5%
10.0 ml
• Alcohol n-butílico
10.0 ml
• Ácido sulfúrico conc.
10.0 ml
• Sulfato de sodio anhidro
10.0 g
IV. INFORMACIÓN
La conversión de alcoholes en haluros de alquilo se puede efectuar por varios procedimientos. Con alcoholes primarios y secundarios se usan frecuentemente cloruro de tionilo o halogenuros de fósforo; también se pueden obtener calentando el alcohol con ácido clorhídrico concentrado y cloruro de zinc anhídro, o usando ácido sulfúrico concentrado y bromuro de sodio. Los alcoholes terciarios se convierten al halogenuro de alquilo correspondiente con ácido clorhídrico solo y en algunos casos sin necesidad de calentar.
V. PROCEDIMIENTO
En un matraz pera de dos bocas de 50 ml coloque 10 ml de agua, añada 14 g de bromuro de sodio, agite, y adicione 10 ml de n-butanol. Mezcle perfectamente, añada cuerpos de ebullición y adapte un sistema de destilación fraccionada como lo indica la figura.
Enfríe el matraz en un baño de hielo y pasados unos minutos adicione por la boca lateral del matraz 10 ml de ácido sulfúrico
52

concentrado, mediante un embudo de adición, en porciones de aprox. 2 ml cada vez (Nota 1). Terminada la adición, retire el baño de hielo y el embudo de adición y tape la boca lateral del matraz de pera con el tapón esmerilado. Adapte una trampa de solución de sosa (25 ml), según lo indica la figura.
Caliente la mezcla de reacción suavemente empleando un baño de aire. Se empieza a notar el progreso de la reacción por la aparición de dos fases, siendo la fase inferior la que contiene el bromuro de n-butilo. Reciba el destilado en un recipiente enfriado en un baño de hielo (Nota 2). Continue el calentamiento hasta que el destilado es claro y no contiene gotas aceitosas.(Nota 3)
Pase el destilado al embudo de separación y lave este con 5 ml de agua (el bromuro es la capa inferior), agite vigorosamente. Verifique que el pH no sea ácido (en caso necesario haga otro lavado con 5 ml de agua). Transfiera el bromuro de n-butilo húmedo a un matraz Erlenmeyer y seque con sulfato de sodio anhídro. Decante al matraz de pera y destile por destilación simple, colectándose la fracción que destila entre 75-80oC en un recipiente previamente pesado.
NOTAS
1) ¡CUIDADO! el ácido sulfúrico causa severas quemaduras. Use lentes de seguridad y agite después de cada adición.
2) En el condensador se forma una mezcla aceitosa de agua con bromuro de n-butilo. 53

3) Analice cuidadosamente cada uno de los pasos involucrados en este procedimiento; trabaje con ventilación adecuada ya que puede haber desprendimientos de HBr.
VI. ANTECEDENTES
1.- Obtención de halogenuros de alquilo.
2.- Propiedades físicas, químicas y toxicidad de los reactivos y productos.
5.- Comparación de los mecanismos de SN1 y SN2.
6.- Estudio de las reacciones de equilibrio.
CUESTIONARIO
1.- Considerando los residuos de la mezcla de reacción, ¿cuál procedimiento químico realizaría antes de desecharla?
2. - ¿Cómo eliminaría los residuos de la solución de hidróxido de sodio y de ácido sulfúrico concentrado?
3. - Asigne las bandas principales presentes en los espectros de I.R. a los grupos funcionales de reactivos y productos.
54

Espectros de I.R.
a) n-butanol 4000.03000200015001000500295.010.22030405060708090100.0cm-1%T 3347.502942.501464.071379.431214.521112.031072.211042.33989.69950.32899.44844.91734.91645.00
b) Bromuro de n-butilo
55

VII. BIBLIOGRAFIA
a) D. Pavia, G.M. Lampmann y G.S. Kriz. Jr. Introduction to Organic Laboratory Techniques.
W.B. Saunders Co.
Philadelphia U.S.A. (1976)
b) Vogel, A.I.
c) R.Q. Brewster y C.A. Vander Werf.
Curso Práctico de Química Orgánica.
2a. Edición Edit. Alhambra.
España (1970).
d) J.D. Roberts y M.C. Caserio.
Modern Organic Chemistry.
W.A. Benjamin Inc.
U.S.A. (1967)
e) N.L. Allinger et al.
Química Orgánica.
Editorial Reverté S.A.
España (1975).
f) Lehman, J.W.
3er edition
Prentice Hall
New Jersey, USA (1999).
g) Mohring, J.R., Hammond, C.N., Morril, T.C., Neckers, D.C.
W.H. Freeman and Company
New York, USA (1997).
56

Obtención de Bromuro de n-butilo
OBTENCIÓN DE BROMURO DE n-BUTILOH20NaBrBromuro den-butilo impuroH2SO4DestiladoAgitar, agregar el n-butanol, enfriar, agregar H2SO4 lentamente, tapar, adaptar trampa, destilarNaBrNaOHResiduos detrampan-butanolNaBr, NaHSO4Residuos dedestilaciónD1D2H2SO4AguaD3Lavar con aguaBromuroden-butiloNa2SO4H2OD4D5Residuo dedestiladoD2,D4: Filtrar Sólidos presentes, neutralizar la solución y desecharla por el drenaje. Los Sólidos se pueden desechar. D1,D3: Checar el pH, neutralizar y desechar por el drenaje. D5: Mandar a incineración. Fase OrgánicaFase acuosaLíquidoDestilarSólidoResiduoDestiladoSecar con Na2SO4Decantar
57

58

Síntesis de Williamson
PRÁCTICA
SÍNTESIS DE WILLIAMSON
3
OBTENCIÓN DE ÁCIDO FENOXIACÉTICO
I. OBJETIVOS
A) Preparar mediante una reacción de sustitución nucleofílica bimolecular un éter (Síntesis de Williamson).
B) Purificar el producto obtenido por el método de extracción selectiva.
C) Distinguir las propiedades ácidas de fenoles y ácidos carboxílicos.
REACCIÓN :
a)NaOHOCH2COOHClCH2COOH+ OHb)HCl
m= 0.5 g m= 0.75 g m= 0.807 g
PM= 94 g/mol PM= 94.45 g/mol PM= 152 g/mol
n= 5.31x10-3 mol n= 7.94x10-3 mol n= 5.31x10-3 mol
p. f.= 40-42 °C p. f.= 62-64 °C p. f.= 98-100 °C
REACTIVO
LIMITANTE
59

II. MATERIAL
1
• Matraz Erlenmeyer 50 ml. c/corcho
1
• Resistencia eléctrica
1
1
1
• Embudo Büchner c/alargadera
1
1
• Matraz Kitazato c/manguera
1
1
1
1
• Espátula
1
• Vidrio de reloj
• Pipeta de 10 ml.
1
1
1
• Refrigerante con mangueras
• Matraz pera de una boca de 50 ml
1
1
III. SUSTANCIAS
• Fenol
0.5 g
• Sol. de NaOH 33%
2.5 ml
• Ácido monocloracético
0.75 g
• HCl concentrado
7.5 ml
• Eter etílico
15 ml
• Sol. de NaHCO3 15%
7.5 ml
IV. INFORMACIÓN
a) Los halogenuros de alquilo sufren reacciones de sustitución nucleofílica con alcoholes produciendo éteres.
b) Los fenoles son nucleófilos con una baja reactividad pero sus sales (los fenóxidos) son nucleófilos muy reactivos.
c) Los fenoles son compuestos más ácidos que el agua pero menos ácidos que el ácido carbónico.
d) Los ácidos carboxílicos orgánicos son ácidos más fuertes que el ácido carbónico.
e) Las sales iónicas de los fenoles y de los ácidos carboxílicos son solubles en agua.
V. PROCEDIMIENTO
En un matraz de pera de 50 ml una boca disuelva 0.5 g de fenol (PRECAUCION ¡Este es muy irritante!) en 2.5 ml de NaOH al 33% (Nota 1), tape el matraz con un tapón de corcho y agite vigorosamente durante 5 min., Agregue 0.75 g de ácido monocloroacético, vuelva a tapar el matraz y continúe la
60

agitación por 5 minutos más. Si la mezcla se hace pastosa, puede agregar de 1 a 3 ml de agua (Nota 2). Quite el tapón y coloque el matraz sobre un baño María con un sistema de reflujo durante 40 min. Enfríe la solución y diluya con 5 ml de agua. Acidule con HCl concentrado hasta pH de 1 (Nota 3).
Coloque la mezcla en el embudo de separación y:
A) Haga extracciones con éter etílico usando 3 porciones de 5 ml c/u.
B) Junte los extractos orgánicos y colóquelos en el embudo de separación.
C) Lave la fase orgánica 3 veces con 5 ml de agua cada vez (las fracciones acuosas se desechan) (Nota 4).
D) La fracción orgánica se extrae con NaHCO3 al 15% (3 porciones de 2.5 ml c/u.).
E) El extracto acuoso alcalino (Nota 5) se acidula con HCl concentrado, ¡PRECAUCION! (Nota 6) sea cuidadoso porque se produce espuma hasta que precipita todo el producto.
F) El producto se aisla por filtración y se seca al aire. Se determina rendimiento y punto de fusión.
NOTAS :
1) Comprobar la alcalinidad de la solución con papel pH.
2) Si se agrega exceso de agua, puede disolverse el producto.
3) Comprobar la acidez de la solución con papel pH.
4) Nunca deseche fracciones, hasta el final del experimento.
5) Comprobar la alcalinidad de la solución con papel pH.
6) La adición debe ser gota a gota.
VI. ANTECEDENTES
A) Reacción de sustitución nucleofílica bimolecular.
B) Diferentes métodos de obtención de éteres.
C) Síntesis de Williamson, condiciones de reacción.
D) Acidez de fenoles y de ácidos carboxílicos.
E) Propiedades físicas, químicas y toxicidad de reactivos y productos.
F) Uso del ácido fenoxiacético.
G) Extracción con disolventes activos.
61

VII. CUESTIONARIO
1) ¿Qué reacción ocurre entre el hidróxido de sodio y el fenol?
2) ¿Qué reacción ocurre entre el hidróxido de sodio y el ácido monocloroacético?
3) ¿Qué sucede si la mezcla de reacción no contiene la suficiente cantidad de hidróxido de sodio al iniciarse la reacción?
4) Escriba un diagrama de separación que nos indique el proceso de purificación del ácido fenoxiacético.
5) Asigne las bandas principales presentes en los espectros de I.R. a los grupos funcionales de reactivos y productos
Espectros de I.R.
a) Ácido monocloroacético. 4000.03000200015001000450.03.9102030405060708090100.0cm-1%T 3007.462957.692679.972566.612480.601814.101720.021417.861393.981300.241287.301201.921178.32932.18849.73827.93788.59640.71
b) Fenol
62

4000.03000200015001000605.013.72030405060708090100.0cm-1%T 3314.983050.222734.571937.371596.771499.741475.361370.021234.171170.021155.151071.041024.891000.19888.69810.33752.94689.85
c) Ácido fenoxiacético 4000.03000200015001000450.04.0102030405060708090100.1cm-1%T 2919.732575.531734.721703.151598.201584.811498.511438.271373.921311.321300.131288.011265.091234.741184.931159.421094.671073.731022.43961.90889.05835.13754.86689.62578.21530.44510.62
VIII. BIBLIOGRAFIA
63

a) Brewster, R.Q. Vanderwerf, C.A. y Mc. Ewen, W.E.
Curso Práctico de QuímicaOrgánica
3a. Edición
Ed. Alhambra S.A., Madrid (1979).
b) Cremlyn, R.J.W. and Still, R.H..
Named and Miscellaneous Reactions in Practical Organic Chemistry
Heinmann Educational Books Ltd.
London (1967).
c) Lehman, J.W.
3er edition
Prentice Hall
d) Mohring,J.R., Hammond, C.N., Morril, T.C., Neckers, D.C.
64

SÍNTESIS DE WILLIAMSONOBTENCIÓN DE ACIDO FENOXIACÉTICOMezcla deReacciónFENOLNaOH (33%) 1) Agitar2) Agitar 5' 4) Enfriar3) Calentar b.M. 40 min. 5) Diluir y llevar a pH=1ÁCIDO MONOCLOROACÉTICONaCIAc. FenoxiacéticoFenolAc. Monocloroacético6) Extracción con Éter EtílicoD1D27) Lavar con aguaFASE ORGÁNICA8) Extracción con NaHCO3Éter Etílico+ FenolSal sódicade ÁcidoFenoxiacéticoD3HCILÍQUIDOD4ÁCIDO FENOXIACÉTICO 11) Secar9) HCI 1:110) Filtrar. SÓLIDOD1,D2,D4: Mezclar soluciones. Dependiendo pH,neutralizar, desechar por drenaje, D3 Recuperar disolvente por destilación separando los sólidos por filtración El residuo de la destilación enviarlo a incineración. FASE ACUOSAFASE ORGÁNICAFASE ACUOSAFASE ORGÁNICAFASE ACUOSA
65

NOTAS:
66

Oxidación de n-butanol a n-butiraldehído
PRÁCTICA
4
CINÉTICA QUÍMICA
DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD DE REACCIÓN DE LA HIDRÓLISIS DEL CLORURO DE ter-BUTILO.
I. OBJETIVO
El alumno aprenderá a comprobar experimentalmente el mecanismo de una reacción SN1 mediante la determinación gráfica del orden y la constante de velocidad de una ecuación de 1er orden.
REACCIÓN
Obtención de cloruro de ter-butilo H2O+HCl+CClCH3CH3CH3COHCH3CH3CH3
V= 6 ml V= 6.915 ml
ρ= 0.786 g/ml ρ= 0.851 g/ml
m= 4.716 g m= 5.889 g
PM= 74.12 g/mol PM= 92.57 g/mol
n= 0.0636 mol n= 0.0636 mol
p. eb.= 83 °C p. eb.= 51-52 °C
Hidrólisis de cloruro de ter-butilo EtOH/H2OH2O+HCl+CClCH3CH3CH3COHCH3CH3CH3
67

II. MATERIAL
1
1
• Matraz pera de una boca 50 ml
1
1
1
1
1
1
• Colector
1
1
• Matraz aforado 100 ml
1
1
• Pipeta volumétrica 10 ml
1
• Pipeta volumétrica 1 ml
1
• Bureta graduada 50 ml
1
• Matraces Erlenmeyer 125 ml
3
1
3
• Espátula
1
• Propipeta (adaptador con jeringa)
1
1
• Tapón de corcho (#5)
1
III. SUSTANCIAS
• Alcohol terbutílico
6 ml
• Sol de carbonato de sodio al 10%
10 ml
• Etanol 96º R.A.
70 ml
• Agua destilada
40 ml
• Ácido clorhídrico conc.
18 ml
• Sulfato de sodio anhidro
1 g
• Fenoftaleína
0.1g
• Cloruro de calcio
2 g
• Hidróxido de sodio 0.05 N
10 ml
IV. INFORMACIÓN
a) Una reacción química comprende la conversión de reactivos a productos.
b) Las reacciones pueden ser bimoleculares o unimoleculares.
c) Un mecanismo de reacción es la descripción paso por paso, del proceso que ocurre cuando los reactivos se convierten a productos.
d) La cinética de las reacciones se refiere al estudio detallado de la velocidad de las reacciones químicas. Permite estudiar un mecanismo, ya que proporciona una medida de las velocidades de reacción, y una indicación sobre el número y la
68

naturaleza de las moléculas que intervienen en la reacción. Los experimentos se llevan a cabo a temperaturas y concentraciones de reactivos controladas con precisión. Conforme transcurre la reacción se pueden determinar la disminución o el aumento de un reactivo o producto en función del tiempo transcurrido.
e) La interpretación de los resultados experimentales, junto con una expresión matemática, conduce a una mejor comprensión de los mecanismos de reacción.
V. PROCEDIMIENTO
a) Obtención de cloruro de ter-butilo.
Coloque en un matraz erlenmeyer de 125 ml con tapón: 6 ml de terbutanol, 18 ml de ácido clorhídrico, 2.0 g de cloruro de calcio y mézclelos con agitación vigorosa durante 15 minutos. Transfiera el contenido del matraz a un embudo de separación, deje reposar hasta la separación de fases, elimine la capa inferior (Nota 1), lave dos veces el cloruro de ter-butilo formado con una solución de carbonato de sodio al 10% (5 ml cada vez) (Nota 2). Seque el cloruro de ter-butilo con sulfato de sodio anhídro y purifíquelo por destilación simple (Nota 3). Recoja la fracción que destila entre 42-45o C.
b) Determinación de la constante de velocidad de la hidrólisis del cloruro de ter-butilo.
EtOH/H2OH2O+HCl+CClCH3CH3CH3COHCH3CH3CH3
69

Coloque 1 ml de cloruro de ter-butilo, recién destilado y seco, en un matraz aforado de 100 ml (Nota 4), afore con una mezcla de etanol / agua 77:33 (utilice alcohol de 96o y agua destilada, nota 5).
Mezcle y empiece a contar el tiempo (Nota 6). Espere dos minutos, tome una alícuota de 10 ml y titule con NaOH 0.05 N, use fenoftaleína como indicador (Nota 7). A los 12 minutos de haber hecho la mezcla, realice otra titulación, hasta hacer un total de 8-9 titulaciones. Anote los resultados en el siguiente cuadro:
Tiempo
Vol. de NaOH
x=Conc. de Cl de t- butilo mol/l
(a-x)
a/(a-x)
log a/(a-x)
K
VI. CALCULOS
Calcule "K" para distintos valores de "t" con la siguiente formula:
K= 2.3 log a(a-x) 1t
a= concentración inicial de cloruro de ter-butilo en moles/l
=1 ml x 0.85 (dens. t-BuCl) x 10/92.5 (PM t-BuCl)=0.092 mol/l
x= Vol. NaOH x Norm./10
= mol/l de cloruro de ter-butilo transformado en el tiempo t.
70

Para encontrar el valor de "K" por el método gráfico, construya la siguiente gráfica, cuya pendiente es igual a m=(Y2-Y1)/(X2-X1) y nos da el valor de K= 2.3 m.
log a(a-x)
t
Formule conclusiones de acuerdo a sus datos experimentales.
NOTAS
1.- La fase inferior corresponde al HCl residual.
2.- Durante los lavados el cloruro de ter-butilo queda en la fase superior. Consulte la densidad del cloruro de ter-butilo.
3.- Use un sistema de destilación sencilla, caliente el matraz sumergido en un baño maría. Reciba el destilado en un matraz con un baño de hielo.
4.- Para obtener datos correctos se necesita que el material empleado esté limpio y seco.
5.- Se usa esta proporción, porque cuando se mezcla el etanol con el agua, hay una contracción del volumen total.
6.- Desde el momento que agrega la mezcla de etanol-agua empiece a contar el tiempo de dos minutos para hacer la 1a. titulación.
7.- Utilice 1 ó 2 gotas de fenoftaleína. El punto final de la titulación es cuando se produce el vire al color rosa tenue y este persiste por un minuto.
VII. ANTECEDENTES
1.- Cinética Química
2.- Expresión de la velocidad de una reacción
71

3.- Orden de reacción
4.- Influencia de la concentración de los reactivos en la velocidad de una reacción.
5.- Ecuación cinética para una reacción de 1er. orden.
6.- Determinación gráfica del orden y constante de la velocidad para una ecuación de primer orden.
7.- Efecto de la temperatura en la velocidad de una reacción.
8.- Teoría de la colisión, del estado de transición.
9.- Mecanismo de obtención de cloruro de ter-butilo.
10.- Ecuación SN1: Mecanismo y cinética de la hidrólisis del cloruro de ter-butilo.
11.- Propiedades físicas, químicas y toxicidad de reactivos y productos.
VII. CUESTIONARIO
1.- Con base a los datos experimentales ¿cuál es el orden de la reacción?
2.- De acuerdo a este orden; ¿cuál es el mecanismo de la reacción de hidrólisis?
3- ¿Qué será necesario hacer antes de desechar al drenaje los residuos de la reacción de obtención del cloruro de ter-butilo que contienen agua, cloruro de calcio y ter-butanol?
4- ¿Qué precauciones debe tener al trabajar con ácido clorhídrico concentrado?
5.- Asigne las bandas principales presentes en los espectros de I.R. a los grupos funcionales de reactivos y productos
Espectros de I.R. 72

a) Ter-butanol 4000.03000200015001000450.03.8102030405060708090100.0cm-1%T 3371.922972.942567.101656.871472.141381.331364.661239.191202.011022.28913.43749.25645.77466.11
b) Cloruro de ter-butilo
IX. BIBLIOGRAFÍA 73

1.-Laider K.J.
Cinética de reacciones. Vol 1
Edit. Alhambra.
Madrid, España (1971).
2.-Morrison R.T. y Boyd R.N.
Química Orgánica.
2ª Edición
Fondo Educativo Interamericano.
México (1985).
3.-Brewster R.Q. y Vander Werf C.A.
Curso Práctico de Química Orgánica. 2a ed.
Edit. Alhambra.
Madrid, España (1970).
4.-Moore A.J. y Dalrymple D.L.
Experimental Methods in Organic Chemistry.2a ed.
W.B. Saunders Company.
U.S.A. (1976).
74

NOTAS:
75

TerbutanolHCI, CaCI2HCICloruro de terbutilo, Agua, HCID1FASE ACUOSA1) Agitar 15' 2) Separar fases. FASE ORGÁNICAOBTENCIÓN DE CLORURO DE TERBUTILO3) Lavar con Na2CO3 (10%). H2ONaCIFASE ACUOSAFASE ORGÁNICA4) Secar con Na2SO4. Cloruro de terbutiloLÍQUIDONa2SO4H2OD3D2SÓLIDOCloruro deTerbutiloResiduosdestiladoD45) DestilarDESTILADORESIDUO6) Agregar Agua-Metanol7) Determinar constanteNaCI, AguaTerbutanolMetanolD5D1, D3: Checar PH, neutralizar y desechar por el drenaje. D2: Si contiene terbutanol, destilar el agua y mandar a incine- ración el residuo. D4: Mandar a incineraciòn. D5: Recuperar metanol por destilación. Neutralizar el residuo y desecharlo por el drenaje.
76

PRÁCTICA
PREPARACION DE CICLOHEXEEPARACION CICLOHEXENO
NO 5
I. OBJETIVOS
a) Preparar ciclohexeno por deshidratación catalítica de ciclohexanol.
b) Comprender la influencia de factores experimentales que modifican una reacción reversible.
REACCIÓN
OH
V= 10 ml V= 9.7243 ml
ρ= 0.962 g/ml ρ= 0.811 g/ml
m= 9.62 g m= 7.886 g
PM= 100.16 g/mol PM= 82.15 g/mol
n= 0.096 mol n= 0.096 mol
p. eb.= 160-161 °C p. eb.= 83 °C

II. MATERIAL
1
1
1
• Pipeta graduada 5 ml
1
• Colector
1
1
1
• Tubo de vidrio 20 cm
1
1
1
• Matraces Erlenmeyer 50 ml
2
1
• Matraz Kitazato
1
• Matraz pera de una boca de 50 ml
1
• Matraz bola QF 25 ml
1
3
• Mechero c/manguera
1
1
1
• Tubos de ensayo
2
2
• Tubo de goma 30 cm
1
• "T" de vacio
1
• Tapón monohoradado
1
III. SUSTANCIAS
• Ciclohexanol
10.0 ml
• Tetracloruro de carbono
5.0 ml
0.5 ml
• Sol. de KMn O4 al 0.2%
25 ml
• Sol. de NaHCO3 al 5%
15 ml
• Sol. de Bromo en CCl4
1 ml
• Sulfato de sodio anh.
• Bicarbonato de sodio
2.0 g
2.0 g
• Cloruro de sodio Q.P.
• Sol. Sat. de NaHCO3
2.0 g
15 ml
IV. INFORMACIÓN
a) La reacción para obtener ciclohexeno a partir de ciclohexanol es reversible.
b) La reversibilidad de una reacción se puede evitar:
i) Si se elimina el producto del medio de reacción a medida que ésta sucede.
ii) Si se aumenta la concentración de uno o varios de los reactivos.
iii) Si se aumenta o disminuye la temperatura en el sentido que se favorezca la reacción directa, etc.
C) Por lo tanto, las condiciones experimentales en las que se efectúa una reacción determinan los resultados de ésta, en cuanto a calidad y cantidad del producto obtenido.
78

V. PROCEDIMIENTO
Preparar el ciclohexeno a partir de ciclohexanol por dos procedimientos diferentes (Método A y Método B) y comparar los resultados obtenidos en cuanto a calidad y cantidad del producto, con el fin de determinar que método es más eficiente.
Luego se comprobará a través de reacciones específicas de identificación, la presencia de dobles enlaces C=C en el ciclohexeno obtenido (pruebas de insaturación).
Método A. Por destilación fraccionada.
Monte un equipo de destilación fraccionada (Nota 1).
En el matraz pera de una boca de 50 ml coloque 10 ml de ciclohexanol, agregue gota a gota y agitando 0.5 ml de ácido sulfúrico concentrado, agregue cuerpos de ebullición y adapte el resto del equipo. Posteriormente vierta en la trampa 25 ml de la solución de permanganato de potasio.
Emplee un baño de aire y caliente moderadamente el vaso de pp con el mechero, a través de la tela de asbesto. Reciba el destilado en el matraz de bola y colecte todo lo que destile entre 80-85oC enfriando con un baño de hielo.
Suspenda el calentamiento cuando solo quede un pequeño residuo en el matraz o bien empiecen a aparecer vapores blancos de SO2. (Nota 2)
Sature el destilado con cloruro de sodio y decántelo en el embudo
79

de separación, lávelo 3 veces con una solución de bicarbonato de sodio al 5% empleando porciones de 5 ml cada vez.
Coloque, la fase orgánica en un vaso de precipitados y séquela con sulfato de sodio anhídro. Esta fase orgánica debe ser ciclohexeno, el cual deberá purificar por destilación simple, empleando un baño de aire (Nota 3). Colecte la fracción que destila a la temperatura de ebullición del ciclohexeno (Nota 4).
La cabeza y la cola de la destilación pueden utilizarse para hacer las pruebas de insaturación, que se indican al final de este procedimiento.
Mida el volumen obtenido y entréguelo al profesor. Calcule el rendimiento de la reacción.
Método B. Por reflujo directo.
La realización de este método tiene por objetivo establecer una comparación con el anterior en cuanto a los resultados que se obtengan. Por esta razón, sólo un alumno pondrá en práctica este método en tanto los demás deberán tomar en cuenta este resultado para hacer la comparación respectiva.
Monte un equipo de reflujo directo. En el matraz pera de una boca coloque 10 ml de ciclohexanol, agregue gota a gota y agitando 0.5 ml de ácido sulfúrico concentrado, agregue cuerpos de ebullición y adapte el resto del equipo.
Caliente el sistema con el mechero a través de la tela de alambre con asbesto, empleando un baño de aire, durante 45 minutos.
Luego déjelo enfriar un poco y vierta la mezcla de reacción en una suspensión de 2 g de bicarbonato de sodio en 10 ml de agua. Separe entonces la fase orgánica, lávela con 3 porciones de 5 ml de una solución saturada de bicarbonato de sodio y séquela con sulfato de sodio anhídro. Purifique por destilación simple, empleando un baño de aire, el ciclohexeno obtenido.
80

Mida el volumen obtenido y entréguelo al profesor. Calcule el rendimiento de la reacción.
REALICE LAS SIGUIENTES PRUEBAS DE INSATURACIÓN.
1) Reacción con Br2/CCl4.
En un tubo de ensayo coloque 1 ml de solución de bromo en tetracloruro de carbono, agregue 1 ml de ciclohexeno y agite. Observe e interprete los resultados. Escriba la reacción que se lleva a cabo.
2) Reacción con KMnO4.
En un tubo de ensayo coloque 1 ml de solución de permanganato de potasio (acidule a pH 2 ó 3), agregue 1 ml de ciclohexeno y agite. Observe e interprete los resultados. Escriba la reacción que se lleva a cabo.
Resuma en el siguiente cuadro los datos experimentales de los dos métodos de obtención del ciclohexeno.
Métodos
Condiciones Experimentales
Temperatura de la destilación
Volumen del destilado (ml)
% de la reacción
A
B
NOTAS
1) Para aumentar el gradiente de temperatura en la columna cúbrala exteriormente con fibra de vidrio.
2) Enfríe muy bien el aparato antes de desmontar y coloque el matraz de bola con su tapón en un baño de hielo.
3) Tenga cuidado de utilizar el material bien limpio y seco.
4) El punto de ebullición del ciclohexeno es de 83-84o C. a 760 mm Hg ycomo la presión atmosférica en la Ciudad Universitaria D.F. es de 570-590 mmHg, el punto de ebullición del ciclohexeno es de 71-74oC.
81

VI. ANTECEDENTES
a) Propiedades físicas, químicas y toxicidad de reactivos y productos.
b) Deshidratación catalítica de alcoholes para obtener alquenos. Mecanismo de reacción.
c) Influencia de las condiciones experimentales en la reversibilidad de una reacción.
d) Reacciones de adición a dobles ligaduras.
VII. CUESTIONARIO
1. - Con base en los resultados obtenidos, ¿cuál de los dos métodos es el más eficiente para obtener ciclohexeno? Explique.
2. - a) ¿Qué es una reacción reversible?
b) ¿Qué es una reacción irreversible?
c) ¿Qué es una reacción en equilibrio?
3. - ¿Cuáles fueron los principales factores experimentales que se controlaron en esta práctica.
4. - ¿Qué debe hacer con los residuos de la reacción depositados en la pera o matraz antes de desecharlos por el drenaje?
5. - ¿Cuál es la toxicidad de los productos que se forman al realizar las pruebas de insaturación
6. - Asigne las bandas principales presentes en los espectros de I.R. a los grupos funcionales de reactivos y productos.
Espectros de I.R.
a) Ciclohexanol
82

4000.03000200015001000605.03.9102030405060708090100.1cm-1%T 3347.122935.102860.482668.411714.251453.511365.221299.021259.611238.991174.811139.781069.221025.52968.32925.22889.53844.61789.02
b)Ciclohexeno 4000.03000200015001000500245.03.8102030405060708090100.0cm-1%T 3021.682927.112860.042839.502659.391654.881449.391440.191385.231324.771268.511139.621039.06918.89877.40810.29719.89643.34454.49 405.97
VIII. BIBLIOGRAFÍA
83

a) Brewster R.Q., Vander Werf C.A. y Mc. Ewen W.E.
Curso Práctico de Química Orgánica,
2a. Edición
Alhambra
Madrid, (1979).
b) Vogel, A.I.
c) Pavia D.L., Lampman G.M. y Kriz G.S.
Introduction to Organic Laboratory Techniques.
W.B. Saunders Co.
Philadelphia, (1976).
d) Lehman, J.W.
3er edition
Prentice Hall
e) Mohring, J.R., Hammond, C.N., Morril, T.C., Neckers, D.C.
New York,USA (1997).
84

Notas:
85

CICLOHEXANOLH2SO4 con. H2SO4Mat. org. degradadaD1CiclohexenoAguaCiclohexenoimpuro, húmedoNaCINaHCO3Na2SO4D2CiclohexenoimpuroNa2SO4CICLOHEXENOPUROResiduosOrgánicosOBTENCIÓN DE CICLOHEXENO2) Saturar con NaCI3) Lavar con NaHCO3 (5%) 4) Secar con Na2SO45) Decantar o filtrarD31) Destilar7) Tomar muestrasMnO2DiolD66) DestilarD41,2-DibromoCiclohexanoD5D5: Mandar a incineración. D6: Filtrar el MnO2, etiquetarlo, y confinarlo. Checar pH al lí- quido y desechar por el drenaje. D1: Separar fases, mandar a inci- neración la fase orgánica, utilizar fase acuosa para neutralizar D2. D2: Neutralizar con D1 y checar pH. D3: Secar para uso posterior. D4: Mandar a incineración. FASE ACUOSASOLIDOLÍQUIDORESIDUODESTILADOFASE ORGÁNICADESTILADORESIDUO+KMnO4+Br2
86

PRÁCTICA
OXIDACION DE n-BUTANOL A n-BUTIRALDEHÍDO
6
I. OBJETIVOS
a) Ejemplificar un método para obtener aldehídos alifáticos mediante la oxidación de alcoholes.
b) Formar un derivado sencillo del aldehído obtenido para caracterizarlo.
REACCIÓN
H2SO4K2Cr2O7H2O+OOH
V= 1.6 ml V= 1.57 ml
ρ= 0.810 g/ml ρ= 0.800 g/ml
m= 1.296 g m= 1.2619 g
PM= 74.12 g/mol PM= 72.11 g/mol
n= 0.0175 mol n= 0.0175 mol
p. eb.= 117.7 °C p. eb.= 75 °C
II. MATERIAL
• Matraz pera de dos bocas de 50 ml
1
1
1
1
1
• Mechero Bunsen
1
1
1
1
1
• Espátula
1
• Colector
1
• Tubos de ensaye
2
1

3
1
• Pinzas para tubo de ensayo
• Vidrio de reloj
1
1
1
1
1
1
1
• Embudo Büchner c/alargadera
1
1
• Pipeta graduada 5 ml
2
1
III. SUSTANCIAS
• Dicromato de potasio
1.9 g
2.0 ml
• Solución de 2 4- dinitrofenilhidrazina
0.5 ml
• Etanol
• n-butanol
2.0 ml
1.6 ml
IV. INFORMACIÓN
a) La oxidación de alcoholes a aldehídos o cetonas es una reacción muy útil. El ácido crómico y diversos complejos de CrO3 son los reactivos más útiles en los procesos de oxidación en el laboratorio.
b) En el mecanismo de eliminación con ácido crómico se forma inicialmente un ester crómico el cual experimenta después una eliminación 1,2 produciendo el doble enlace del grupo carbonilo.
c) Los aldehídos son compuestos con punto de ebullición menor que el de los alcoholes y de los ácidos carboxílicos con peso molecular semejantes.
V. PROCEDIMIENTO
A un matraz pera de dos bocas de 50 ml de capacidad adapte por una de ellas, un embudo de adición y por la otra un sistema de destilación fraccionada con una columna Vigreaux.
88

En un vaso de precipitados disuelva 1.9 g de dicromato de potasio dihidratado en 12.5 ml de agua, añada cuidadosamente y con agitación 1.3 ml de ácido sulfúrico concentrado (Nota 1)
Adicione 1.6 ml de n-butanol al matraz pera, en el embudo de separación coloque la solución de dicromato de potasio-ácido sulfúrico. Caliente a ebullición el n-butanol con flama suave usando un baño de aire, de manera que los vapores del alcohol lleguen a la columna de fraccionamiento. Agregue entonces, gota a gota, la solución de dicromato de potasio-ácido sulfúrico en un lapso de 15 minutos (Nota 2), de manera que la temperatura en la parte superior de la columna no exceda de 80- 85oC (Nota 3)
Cuando se ha añadido todo el agente oxidante continúe calentando la mezcla suavemente por 15 min. más y colecte la fracción que destila abajo de los 90oC (Nota 4)
Pase el destilado a un embudo de separación (limpio), decante la fase acuosa y mida el volumen de butiraldehído obtenido para calcular el rendimiento.
Agregue dos gotas del producto a 0.5 ml de una solución de 2,4- dinitrofenilhidrazina en un tubo de ensayo y agite vigorosamente; al dejar reposar precipita el derivado del aldehído el cual puede purificar por cristalización de etanol- agua. El punto de fusión reportado para la 2,4- dinitrofenilhidrazona del butiraldehído es de 122oC.
NOTAS
1) ¡PRECAUCION! La reacción es exotérmica. Cuando se enfría la solución, el dicromato cristaliza, de ser así, caliente suavemente con flama y pásela al embudo de separación en caliente. Continúe con la técnica.
2) Más o menos dos gotas por segundo.
3) La oxidación del alcohol se efectúa con producción de calor, pero puede ser necesario calentar la mezcla de vez en cuando para que la temperatura no baje de 75oC.
89

4) La probeta en la que reciba el destilado debe estar en baño de hielo.
VI. ANTECEDENTES
a) Oxidación. Diferentes agentes oxidantes. Acción sobre alcoholes y grupo carbonilo de aldehídos y cetonas.
b) Métodos de obtención de aldehídos y cetonas.
c) Propiedades físicas, químicas y toxicidad de los reactivos y productos.
d) Principales derivados de aldehídos y cetonas usados para su caracterización (reactivos y reacciones).
VII. CUESTIONARIO
1) ¿Cuál es la finalidad de hacer la mezcla de dicromato de potasio, agua y ácido sulfúrico?
2) Explique como evita que el butiraldehido obtenido en la práctica se oxide al ácido butírico.
3) ¿Cómo puede comprobar que obtuvo butiraldehído en la práctica?
4) ¿Cómo deben desecharse los residuos de sales de cromo?
5) Asigne las bandas principales presentes en los espectros de I.R. a los grupos funcionales de reactivos y productos.

a) n-butanol 4000.03000200015001000500295.010.22030405060708090100.0cm-1%T 3347.502942.501464.071379.431214.521112.031072.211042.33989.69950.32899.44844.91734.91645.00
b) butiraldehído 4000.03000200015001000600.04.4102030405060708090100.0cm-1%T 3432.382966.172879.912709.281727.341460.711384.581145.22
91

VII. BIBLIOGRAFÍA
a) Vogel, A.I.
b) R.T. Morrison y R.N. Boyd.
Química Orgánica
2a. Edición
Fondo Educativo Interamericano S.A.
México (1985).
c) Brieger, G.
Química Orgánica Moderna
Curso Práctico de Laboratorio
Ediciones del Castillo, S.A.
Madrid (1970).
92

Oxidación de n-Butanol a n-Butiraldehdo
n-ButanolMezcla dereacciónOXIDACIÓN DE n-BUTANOL A n-BUTIRALDEHIDOSales de cromoButiraldehídoH2O2) Destilar. a 90ºC. D1K2Cr2O7/H2SO43) Separar. D22,4-dinitrofe- nilhidrazonaD3H2OFASE ACUOSABUTIRALDEHÍDO1) Calentar a ebullición. (goteo) FASE ORGÁNICA4) Tomar muestra. + 2,4-dinitrofenil- hidrazinaD1: Agregar bisulfito de sodio (s), para pasar todo el Cr6+ a Cr3+(Hacer esto en la campana). Precipitar con legía de sosa. Filtrar el precipitado (Cr(OH)3). Repetir la operación hasta no tener precipitado. La solución debe neutralizarse para ser desechada por el drenaje. El hidróxido debe mandarse a confina- miento controlado. D2: Desechese por el drenaje. D3: Filtrar. Mandar sólidos a incinerar. Tratar el líquido con carbón activado hasta la elimi- nación del color naranja. DESTILADORESIDUO
93

NOTAS:
94

Identificación de Aldehidos y Cetonas
PRÁCTICA
7
IDENTIFICACIÓN DE ALDEHÍDOS Y CETONAS
I. OBJETIVOS
a) Identificar el grupo carbonilo de aldehídos y cetonas.
b) Distinguir entre un aldehído y una cetona por medio de reacciones características y fáciles de llevarse a cabo en el laboratorio.
II. MATERIAL
1
• Büchner c/alargadera
1
• Vaso de pp. de 150 ml
1
1
• Probeta graduada
1
1
• Pinza de 3 dedos con nuez
1
• Pinzas para tubo de ensayo
1
• Pipeta 10 ml
1
• Embudo de vidrio
1
1
• Vidrio de reloj
1
• Tubos de ensayo
18
1
• Espátula
1
• Gradilla
1
III. SUSTANCIAS
• Sol. 2,4-Dinitrofenilhidrazina
10 ml
• Sol. de AgNO3 5%
2 ml
• Etanol 96o
20 ml
• NH4OH 5%
5 ml
• Sol. de NaOH 10%
10 ml
• H2SO4 conc.
5 ml
• HNO3 conc.
5 ml
• Dioxano
3 ml
• Sol. de Ácido crómico
1 ml
• Benzaldehído
1 ml
• Sol. de Yodo/Yoduro de K
15 ml
• Propionaldehído
1 ml

• 2-Butanona
1 g
• Formaldehído
1 ml
• Acetona destilada de KMnO4
1 ml
• Acetofenona
1 g
IV. INFORMACIÓN
A) El grupo carbonilo en aldehídos y cetonas reacciona con derivados del amoniaco produciendo compuestos sólidos de punto de fusión definido.
B) El punto de fusión de los derivados de aldehídos y cetonas permiten caracterizarlos cualitativamente.
C) El grupo carbonilo de aldehídos se oxida fácilmente y el de cetonas no se oxida.
D) Las α-hidroxicetonas, así como los azúcares reductores, reaccionan de manera semejante a los aldehídos.
E) Las metil-cetonas, los metil-alcoholes y el acetaldehído dan una reacción positiva en la prueba del haloformo.
V. PROCEDIMIENTOS
Cada alumno debe elegir para trabajar un aldehído aromático, un aldehído alifático, una cetona aromática y una cetona alifática de entre las muestras patrón que se colocarán en la campana y debe de realizar todas las pruebas a cada sustancia. Posteriormente se recibirá una muestra problema.
a) Reacción de identificación de grupo carbonilo.
Preparación de 2,4--dinitrofenilhidrazonas de aldehídos y cetonas
HNO2NO2NNR'RCH+ +CRR'ONO2NO2NNH2H
Procedimiento para la reacción de identificación de grupo carbonilo.
96

Disuelva 0.2 g o 0.2 ml (4 gotas) del compuesto en 2 ml de etanol, adicione 2 ml de solución de 2,4- dinitrofenilhidrazina y caliente en baño de agua durante 5 minutos, deje enfriar e induzca la cristalización agregando una gota de agua y enfriando sobre hielo. La aparición de un precipitado indica prueba positiva y confirma la presencia de un grupo carbonilo. Filtre el precipitado y recristalice de etanol o etanol-agua. Determine punto de fusión o descomposición y consulte las tablas de derivados.
b) Ensayo con ácido crómico.
Reacción positiva con aldehídos e hidroxicetonas y negativa para cetonas. VerdeCr2(SO4)3+H2O3+RCOOH3H2SO432 CrO33 RCHO
Procedimiento para la reacción de identificación.
Disuelva 3 gotas o 150 mg de aldehído en 1 ml de acetona (Nota 1), añada 0.5 ml de la solución de ácido crómico recién preparada. Un resultado positivo será indicado por la formación de un precipitado verde o azul de sales cromosas.
Con los aldehídos alifáticos, la solución se vuelve turbia en 5 segundos y aparece un precipitado verde oscuro en unos 30 segundos. Los aldehídos aromáticos requieren por lo general de 30 a 90 segundos para la formación del precipitado.
97

C) Reacción de Tollens para identificación de aldehídos. Espejo de plata+ NH3 3+ H2O+ . 2 2+CRHO Ag Ag(NH3)2OHRCOO-NH4+
Reacción positiva para aldehídos, negativa para cetonas. SE EFECTUA SOLAMENTE EN CASO DE OBTENER PRUEBA POSITIVA CON ÁCIDO CRÓMICO PARA EVITAR FALSAS POSITIVAS.
Preparación del reactivo de hidróxido de plata amoniacal.
En un tubo de ensayo limpio coloque 2 gotas de solución de nitrato de plata al 5%, una a dos gotas de sosa al 10% y gota a gota, con agitación, una solución de hidróxido de amonio al 5%, justo hasta el punto en que se disuelva el óxido de plata que precipitó, evitando cualquier exceso. Este reactivo debe usarse recién preparado por cada alumno.
Al reactivo recién preparado agregue 0.1 g o 2 gotas de la sustancia, agite y caliente en baño de agua brevemente. La aparición de un espejo de plata indica prueba positiva. Una vez terminada la prueba, el tubo de ensayo deberá limpiarse con ácido nítrico.
98

d) Prueba del Yodoformo.
RCOCH3+3I2 +3NaOHRCOCI3+ 3NaI +3H2ORCOCI3+NaOHRCOO-Na++ CHI3Iodoformo(sólido amarillo)
Reacción positiva para metilcetonas y alcoholes precursores del tipo estructural R-CH(OH)-CH3, (R=H, alquilo o arilo) El único aldehído que da prueba positiva es el acetaldehído.
En un tubo de ensayo coloque 0.1 g o 2 a 3 gotas de la muestra, agregue 2 ml de agua y si la muestra no es soluble en ella adicione 3 ml de dioxano. Añada 1 ml de solución de NaOH al 10% y después agregue gota a gota (4 a 5 ml) y con agitación, una solución de yodo-yoduro de potasio justo hasta que el color café oscuro del yodo persista.
Caliente la mezcla en baño de agua durante dos minutos, si durante este tiempo el color café desaparece, agregue unas gotas más de la solución yodo-yoduro de potasio hasta lograr que el color no desaparezca después de dos minutos de calentamiento.
Decolore la solución agregando 3 a 4 gotas de sosa al 10%, diluya con agua hasta casi llenar el tubo. Deje reposar en baño de hielo. La formación de un precipitado amarillo correspondiente al Yodoformo indica que la prueba es positiva. (Nota 2) 99

Indicaciones de importancia
1. - Es importante que antes de llevar a cabo cada prueba, los tubos de ensaye y el material a emplear estén limpios.
2. - Deberá tener cuidado de no contaminar los reactivos al utilizarlos.
3. - El alumno deberá usar las cantidades de reactivos y problemas especificados en cada prueba, pues un exceso lo puede llevar a una interpretación falsa.
NOTAS
1. - La acetona que se usa debe ser pura para análisis, o de preferencia acetona que ha sido destilada sobre permanganato de potasio.
2. - El precipitado se filtrará y se determinará punto de fusión (119ºC) solo en caso de prueba dudosa.
ANTECEDENTES
1.- Propiedades físicas, químicas y toxicidad de reactivos y productos.
2.- Formación de derivados para caracterización de aldehídos y cetonas.
3.- Reacciónes de identificación de aldehídos.
4.- Reacciónes de identificación de cetonas.
VI. CUESTIONARIO
1) ¿Cómo identificó el grupo carbonilo en aldehídos y cetonas?
100

2) Escriba la reacción que permitió hacer dicha identificación.
3) ¿Cómo diferenció a un aldehído de una cetona?
4) Escriba la (o las) reaccion(es) que le permitieron diferenciar uno de otro.
5) ¿En que consiste la reacción de haloformo y en qué casos se lleva a cabo?
6) Escriba la reacción anterior.
7) Complete el siguiente cuadro, indicando sus resultados:
Reacción con 2,4-dinitrofenilhidrazina
Reacción con ácido crómico
Reacción de Tollens
Reacción del Yodoformo
pf del derivado
Aldehído Alifático
Aldehído Aromático
Cetona Alifática
Cetona Aromática
Problema
101

Espectros de I.R.
a) Propionaldehído 4000.03000200015001000600.03.8102030405060708090100.0cm-1%T 3432.762966.172879.912709.191727.331460.711384.591239.261145.34
b) Benzaldehído 4000.03000200015001000450.03.9102030405060708090100.0cm-1%T 3063.482818.592736.531702.051653.691596.751583.771455.361390.671310.531287.851203.541166.941071.761022.87827.70745.69714.10688.04649.80
102

d)Acetona 4000.03000200015001000450.03.8102030405060708090100.0cm-1%T 3612.673413.453004.652925.021717.651421.041362.921222.491092.84902.42784.93530.19
2Butanona 4000.03000200015001000450.03.8102030405060708090100.0cm-1%T 3619.573414.582979.462939.601714.611459.741416.711365.871257.011172.381086.30945.34759.79589.54517.22
103

f) Ciclohexanona 4000.03000200015001000400.03.5102030405060708090100.0cm-1%T 3471.562933.012859.761713.091449.451423.401343.641310.311220.511117.041070.421015.54968.39905.03860.64745.67648.73487.68
g) Acetofenona 4000.03000200015001000450.03.8102030405060708090100.0cm-1%T 3351.323062.013004.181683.091598.451582.231448.711359.201302.181265.821179.831078.061024.02955.31927.24760.32690.60588.82
104

g) Benzofenona 3800.03000200015001000390.011.22030405060708090101.2cm-1%T 3094.313073.423036.361957.711905.001814.631662.501602.531579.861450.171319.541277.501178.551150.561075.181029.87999.92970.16939.95920.41845.49810.01764.25719.55697.50639.82
h) bencilo 4000.03000200015001000450.03.8102030405060708090100.0cm-1%T 3063.161913.961818.771675.471660.381593.291578.651449.391324.421211.241173.611097.461071.06997.75939.02875.64795.58719.01695.62 681.41642.06465.67
105

VIII. BIBLIOGRAFIA
a) Vogel, A.I.
b) Pasto D.J. y Johnson C.R.
Determinación de Estructuras Orgánicas
Edit. Reverté S.A.
México (1974).
c) Shriner R.L. Fuson R.C.y Curtin D.Y.
Identificación Sistemática de Compuestos Orgánicos
Editorial Limusa-Wiley
México (1973).
d) Morrison R.T. y Boyd R.N.
Organic Chemistry
5ª. Ed.
Addison-Wesley Iberoamericana
U.S.A. (1990).
e) Allinger N.L. et al
Química Orgánica
Edit. Reverté S.A.
España (1975.)
f) Daniels, Rush, Baver
J. Chem. ED. 1960, 37, 203.
g) Fiegl F. y Anger V.
Pruebas a la gota en el Análisis Orgánico
Edit. El Manual Moderno
México (1978).
h) Lehman, J.W.
3er edition
Prentice Hall
i) Mohring,J.R., Hammond, C.N., Morril, T.C., Neckers,D.C.
106

Condensación de Claisen-Schmidt
Muestra problema+ 2, 4-DNFHHidrazonaimpuraEtOH2, 4-DNFH 1) Calentar. 2) Enfriar.4) Recristalizar3) FiltrarSÓLIDOHIDRAZONAPURAD1Muestra problema+ acetona + Reactivo JonesPrecipitadoverdeCr2 (SO4)3D2IDENTIFICACIÓN DE ALDEHÍDOS Y CETONASb) Ensayo con ácido crómico. c) Prueba de Tollen's. a) Identificación de grupo carbonilo. Muestra problema+ Reactivo Tollens1) Agitar.EspejodePlata3) +HNO3Muestra problemaDioxano, NaOH 10% soluciónyodo-yoduroMezclacolorcafé1) Calentar. YODOFORMO2) Decolorar con NaOH 10% 3) Diluir con Agua. 4) Enfriar. 5) Filtrar. Sol. yodo- yoduroNaOHLÍQUIDO2) Calentar. D3SÓLIDOd) Prueba de yodoformo. D1: Adsorber sobre carbón activado, hasta eliminar color, desechar la solución por el drenaje. Enviar a incineración el carbón utilizado. D2: Seguir mismo tratamiento que para D1 de obtención de n-butiral- dehìdo. D3: Guardar para posterior recuperación de la plata. D4: Filtrar el sólido y mandarlo a incineración. Adsorber la solución sobre carbón activado, neutralizar y desechar por el drenaje. Enviar a incineración el carbón utilizado. LíQUIDO
107

NOTAS:
108

PRÁCTICA
CONDENSACIÓN DE CLAISEN-SCHMIDT
8
OBTENCIÓN DE DIBENZALACETONA
I. OBJETIVOS
a) Efectuar una condensación aldólica cruzada dirigida.
b) Obtener un producto de uso comercial.
REACCIÓN
2+COCH3CH3COHO
NaOH
V= 1.25 ml V= 0.5 ml m= 1.4406 g
ρ= 1.044 g/ml ρ= 0.791 g/ml PM= 234.30 g/mol
m= 1.305 g m= 0.395 g n= 6.148 x 10-3 mol
PM= 106.12 g/mol PM= 58.08 g/mol p. f= 104-107 °C
n= 0.01229 mol n= 0.0068 mol
p. eb.= 178-179 °C p. eb= 56 °C
II. MATERIAL
• Vaso precipitados 250 ml
1
1
2
• Vidrio de reloj
1

• Termómetro -10 a 400o C
1
• Espátula
1
1
1
• Pipeta 10 ml
1
1
• Kitazato c/manguera
1
1
• Pinzas de tres dedos con nuez
1
• Büchner c/alargadera
1
• Agitador mecánico
• Frascos p/cromatografía
• Vaso de precipitados de 150 ml
1
1
1
• Barra para agitación
• Frascos viales
• Portaobjetos
1
2
2
III. SUSTANCIAS
• NaOH
1.25 g
• Etanol
70 ml
• Benzaldehído
1.25 g
• Acetona
8 ml
• Acetato de etilo
10 ml
• Yodo
0.01g
• Gel de sílice G
2 g
• Hexano
3 ml
IV. INFORMACIÓN
A) Los aldehídos y las cetonas con hidrógenos en el carbono alfa al carbonilo sufren reacciones de condensación aldólica.
B) Los hidrógenos en el carbono alfa al carbonilo son hidrógenos ácidos.
C) Las condensaciones aldólicas cruzadas producen una mezcla de productos.
D) Las reacciones de condensación entre cetonas y aldehídos no enolizables producen un solo producto (condensaciones aldólicas cruzadas dirigidas).
E) Los productos obtenidos por condensación aldólica sufren reacciones de crotonización.
F) La acetona no se polimeriza pero se condensa en condiciones especiales, dando productos que pueden
110

considerarse como derivados de una reacción de eliminación.
V. PROCEDIMIENTO
Coloque en un matraz Erlenmeyer de 125 ml 1.25 g de NaOH, 12.5 ml de agua y 10 ml de etanol. Posteriormente, agregue poco a poco y agitando 1.25 ml de benzaldehído y luego 0.5 ml de acetona. Continúe la agitación durante 20-30 minutos más, manteniendo la temperatura entre 20-25o C utilizando baños de agua fría.
Filtre el precipitado, lave con agua fría, seque, recristalice de etanol (Nota 1) Pese, determine punto de fusión y cromatoplaca comparando la materia prima y el producto.
Datos cromatoplaca
Suspensión: Gel de sílice al 35% en CHCl3/MeOH o en acetato de etilo.
Disolvente: Acetona o acetato de etilo
Eluyente: Hexano/Acetona 3:1
Revelador: I2 o luz U.V.
NOTA
1) Si al recristalizar la solución se torna de un color rojo-naranja, puede que se encuentre demasiado alcalina, por lo que será necesario agregar ácido clorhídrico diluido 1:1, hasta que se tenga un pH entre 7 y 8.
VI. ANTECEDENTES
a) Reacciones de condensación aldólica.
b) Reacciones de condensación aldólica cruzada.
c) Otros ejemplos de reacciones de condensación de Claisen-Schmidt (condensación aldólica cruzada dirigida).
d) Usos de la dibenzalacetona
e) Propiedades físicas, químicas y toxicidad de los reactivos y productos.
111

VII. CUESTIONARIO.
1) Explique por qué debe adicionar primero benzaldehído y después la acetona a la mezcla de la reacción.
2) Explique porqué se obtiene un solo producto y no una mezcla de productos en esta práctica.
3) Indique por qué se crotoniza fácilmente el aldol producido.
4) ¿Por qué la solución no debe estar alcalina al recristalizar?
Espectros de I.R.
a) Benzaldehído 4000.03000200015001000450.03.8102030405060708090100.0cm-1%T 3619.573414.582979.462939.601714.611459.741416.711365.871257.011172.381086.30945.34759.79589.54517.22
112

acetona 4000.03000200015001000400.03.5102030405060708090100.0cm-1%T 3471.562933.012859.761713.091449.451423.401343.641310.311220.511117.041070.421015.54968.39905.03860.64745.67648.73487.68
Dibenzalacetona 4000.03000200015001000450.03.7102030405060708090100.0cm-1%T 3052.403025.401650.731625.881591.341573.881494.451447.101343.211307.451284.231193.881100.541074.90982.62923.27883.66849.97761.85695.02597.24558.25527.82479.35
113

VIII. BIBLIOGRAFíA
a) Vogel, A.I.
b) Conar, C.R. and Dolliver, M.A.
Org. Syn. Coll, 2,167 (1943)
John Wiley and Sons Inc.
c) Cremlyn, R.J.W. and Still, R.H.
Named and Miscellaneous Reactions in Organic Chemistry
Heinman Educational Books Ltd
London (1967)
d) Journal of Organic Chemistry 1962, 27, 327-328
e) Lehman, J.W.
3er edition
Prentice Hall
New Jersey (USA) 1999.
f) Mohring,J.R., Hammond, C.N., Morril, T.C., Neckers,D.C.
New York (USA) 1997. 114

T=20 a 25 ºC. en baño de agua1) Agitar2) Filtrar y lavar con agua. Acetona, NaOH, H2OEtOH, BenzaldehidoDibenzalacetonaD1SOLUCIÓNSÓLIDO3) Recristalizar de etanol. DIBENZALACETONADibenzalacetonaEtOHD2SÓLIDOLÍQUIDOBenzaldehído + Acetona +H2O+ NaOH + EtOHD1: Filtrar para eliminar sólidos. Tratar con carbón activado hasta que la solución quede incolora. Checar pH y desechar por el drenaje. Los sólidos filtrados pueden guardarse para utilizarse en prácticas de cristalización, o mandarse incinerar. D2: Filtrar para eliminar sólidos. Recuperar el etanol por destilación. Si está diluido con agua, dar el mismo tratamiento que para D1. Los sólidos se tratan de la misma forma que en D1. CONDENSACIÓN DE CLAISEN-SCHMIDTOBTENCIÓN DE DIBENZALACETONA
115

NOTAS:
116

Transposición Bencílica
PRÁCTICA
TRANSPOSICIÓN BENCÍLICA
9
OBTENCIÓN DE ÁCIDO BENCÍLICO
I. OBJETIVO
a) Que el alumno efectúe una transposición bencílica.
b) Que el alumno obtenga ácido bencílico a partir de bencilo.
REACCIÓN COHCOOHH+ EtOHKOHOO
1)
2)
m= 2.5 g m= 2.716 g
PM= 210.23 g/mol PM= 228.25 g/mol
n= 0.0119 mol n= 0.0119 mol
p. f.= 94-95 °C p. f.= 150-153 °C
II. MATERIAL
• Matraz pera de 1 boca de 50 ml
1
• Vidrio de reloj
1
• Refrigerante de agua con mangueras
1
• Espátula cromo-níquel
1
• Vaso de precipitados de 250 ml
2
1
• Matraz Erlenmeyer de 125 ml
2
• Mechero con manguera
1
• Probeta graduada de 25 ml
1
1
• Büchner con alargadera
1
• Tela de asbesto
1
117

• Matraz Kitazato de 250 ml c/manguera
1
• Pinzas de tres dedos con nuez
2
• Portaobjetos
2
1
• Embudo de vidrio
1
• Colector
1
• T de destilación
1
1
• Tapón esmerilado
1
III. SUSTANCIAS
• Bencilo
2.5 g
• Etanol
12.5 ml
• KOH
2.5 g
• HCl concentrado
5 ml
IV. INFORMACIÓN
a) Las dicetonas reaccionan con bases fuertes produciendo alfa hidroxiácidos.
b) Esta reacción se conoce como transposición bencílica, pues la más común es la que produce el ácido bencílico.
V. PROCEDIMIENTO
Disuelva 2.5 g de bencilo en 7.5 ml de etanol en un matraz de pera de una boca de 50 ml de capacidad y agregue una solución de 2.5 g de KOH en 5 ml de agua. Coloque el condensador en posición de reflujo y caliente la mezcla en baño maría durante 30 minutos. Destile el etanol. Transfiera el residuo a un vaso de precipitados y adicione 40 ml de agua caliente, someta a ebullición durante 3-5 minutos agitando vigorosamente, filtre y lave el precipitado con otros 10 ml de agua caliente los cuales se juntan con el filtrado anterior. Acidule el filtrado (50 ml) con HCl concentrado hasta pH 2 (aprox. 3-4 ml) enfriando en baño de hielo. Filtre el producto precipitado y lave con agua helada.
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Transposición Bencílica
Recristalice el producto crudo de agua caliente (Nota 1). Determine punto de fusión.
NOTA
1. - Pueden quedar residuos de bencilo sin reaccionar por lo que es necesario filtrar en caliente para eliminarlo.
VII. ANTECEDENTES
a) Reacción de transposición bencílica.
b) Reacción de Cannizzaro y su relación con esta práctica.
c) Características estructurales de los aldehídos que sufren la reacción de Cannizzaro.
d) Propiedades de ácidos carboxílicos.
e) Propiedades físicas, químicas y toxicidad de reactivos y productos.
VI. CUESTIONARIO.
1) Diga porqué se debe destilar el exceso de etanol.
2) ¿Qué sustancias se disuelven en el agua caliente?
3) ¿Qué producto quedó en el papel filtro?

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